水泥在线模拟系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开一种水泥在线模拟系统及其实现方法，水泥在线模拟系统包括数据采集模块、数据校验模块、数据库、设备状态推算模块、在线自学习模块和模拟模块。数据采集模块实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数；数据校验模块按照数据库中设定的运行参数的范围，对当前运行参数进行检验；设备状态推算模块确定当前各个设备的运行状态；在线自学习模块对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正；模拟模块对水泥生产进行同步仿真计算。本发明专利技术可以实时地对当前状态进行仿真计算、分析与预警，为水泥厂安全、经济运行提供在线的、智能化的辅助信息。这些数据可以用于生产优化和管理优化，使水泥厂的管理和生产具有及时和科学的决策依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水泥生产
，尤其涉及一种。技术背景水泥的生产通常是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细 。如图1所示，水泥的生产，一般可分生料制备、熟料烧成和水泥制成三个工序，其中，生料制备分为干法和湿法两种，干法一般采用闭路操作系统，即原料经磨机磨细后，进入选粉机分选，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺。干法的生料制备具体可包括石灰石破碎及输送、联合预均化堆场、原料调配及原料粉磨、生料入窑和废气处理等流程。熟料烧成的设备主要有立窑和回转窑两类，立窑适用于生产规模较小的工厂，大、中型厂通常采用回转窑。窑筒体卧置(略带斜度，约为3%)， 并能作回转运动的称为回转窑。采用回转窑的熟料烧成具体可包括煤粉制备、窑尾预热分解、回转窑煅烧和窑头熟料冷却等流程。水泥制成工序通常采用圈流粉磨工艺(即闭路操作系统)，可包括破碎机熟料配料、水泥磨和水泥出库及包装等流程。针对上述每个生产工序来说，均涉及到多种设备，比如，仅石灰石破碎及输送的工序中就涉及到重型板式喂料机，单段锤式破碎机、收尘器、排风机、离心通风机、电机、收尘器储气罐、皮带机、脉冲单机带收尘器、圆堆场堆取料机等等。每种设备均涉及到各种参数和指标。由于大型水泥生产线系统庞大，设备众多，操作运行复杂，控制也相对复杂，发生故障的潜在因素多。而且一旦出现故障，甚至会导致设备损坏，无论故障大小，都会间接或直接给水泥厂带来经济损失。
技术实现思路
·本专利技术针对现有技术的大型水泥生产线系统庞大，设备众多，操作运行复杂的问题，提出一种，对水泥厂的运行控制和在线安全监视提供数据支持，提高水泥厂设备运行的机理分析能力。为了解决上述问题，本专利技术提供一种水泥在线模拟系统，包括数据采集模块、数据校验模块、数据库、设备状态推算模块、在线自学习模块和模拟模块，其中，数据采集模块与数据校验模块相连，设备状态推算模块和在线自学习模块分别与数据校验模块和模拟模块相连，数据库分别与数据校验模块、设备状态推算模块和模拟模块相连；所述数据采集模块用于实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数，并发送至所述数据校验模块；所述数据校验模块用于按照数据库中设定的运行参数的范围，对数据采集模块采集到的当前运行参数进行检验，将合格的当前运行参数发送至数据库、设备状态推算模块和在线自学习模块；所述设备状态推算模块用于将当前运行参数与数据库中设备运行参数的范围进行比对，确定当前各个设备的运行状态，将当前各个设备的运行状态和当前运行参数发送至模拟模块；所述在线自学习模块用于根据当前运行参数，对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正，并将修正后的数学模型发送至模拟模块；所述模拟模块包括在线同步仿真子模块，所述在线同步仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行同步仿真计算；所述数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则用数据库中仿真分析得到值或历史仿真分析得到的值替代不合格的当前运行参数。优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则报警并显示不合格的当前运行参数及其替代值。优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点所述模拟模块还包括离线分析仿真子模块，所述离线分析仿真子模块用于根据输入的离线运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行仿真计算。优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点所述模拟模块还包括在 线预测仿真子模块，所述在线预测仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型，对水泥生产进行超实时仿真计算。优选地，上述水泥在线模拟系统还具有以下特点所述超实时仿真计算是指仿真计算水泥生产从当前时刻到当前时刻+ΔΤ的运行状态，其中AT为15分钟 I个小时。为了解决上述问题，本专利技术提供一种水泥在线模拟系统的实现方法，包括数据采集模块实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数，并发送至数据校验模块；数据校验模块按照数据库中设定的运行参数的范围，对数据采集模块采集到的当前运行参数进行检验，将合格的当前运行参数发送至数据库、设备状态推算模块和在线自学习模块；设备状态推算模块将当前运行参数与数据库中设备运行参数的范围进行比对，确定当前各个设备的运行状态，将当前各个设备的运行状态和当前运行参数发送至模拟模块；在线自学习模块根据当前运行参数，对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正，并将修正后的数学模型发送至模拟模块；模拟模块中的在线同步仿真子模块按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行同步仿真计算。优选地，上述实现方法还包括所述模拟模块中的离线分析模拟子模块根据输入的离线运行参数和水泥生产的 各个数学模型对水泥生产进行仿真计算。优选地，上述实现方法还包括所述模拟模块中的在线预测仿真子模块按照当前运行参数和水泥生产的各个数 学模型，对水泥生产进行超实时仿真计算。本专利技术的模拟系统对水泥厂运行在线安全监视、经济性计算、故障诊断提供仿真 技术支持，提高水泥厂设备运行机理的分析能力；通过与实际设备同步运行，在线建立高精 确度的仿真模型，为水泥厂安全运行水平的提高、分析设备性能和验证控制方案提供更丰 富的依据；本专利技术的模拟系统可以根据实时采集的足够数据，重演历史运行过程和演绎真 实系统未来的发展趋势。附图说明图1是水泥生广流程不意图2是本专利技术实施例的水泥在线模拟系统示意图3是本专利技术实施例的在线同步仿真与在线预测仿真的关系示意图。具体实施方式下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。水泥在线模拟系统可包括对生料制备、熟料烧成、水泥制成等系统的仿真，以 5000t/d熟料干法生产线为例，具体可包括1、生料制备系统(I)石灰石破碎及输送系统仿真范围重型板式喂料机，单段锤式破碎机、收尘器、排风机、离心通风机、电机、 收尘器储气罐、皮带机、脉冲单机带收尘器、圆堆场堆取料机等。(2)联合预均化堆场系统仿真范围筛煤皮带机、侧悬刮板取料机、皮带机等。以及各类辅助原料的预均化 堆场，原煤堆场，各种堆料机、取料机、除尘器、胶带输送机等。(3)原料调配及原料粉磨系统仿真范围皮带秤、收尘器收尘风机、转子秤、入磨皮带、粉煤灰库侧储气罐及所有 空气炮、电动葫芦、烘干中卸原料磨等。(4)生料入窑系统仿真范围罗茨风机、失重仓、皮带秤、充气卸料装置、环行区充气系统、空气输送 斜槽、袋收尘器、换气风机、入窑提升机、空气压缩机、储气罐等。(5)废气处理系统仿真范围增湿塔、电除尘器、各类风机、各类阀门等。2、熟料烧成系统仿真范围包括但不限于以下系统煤粉制备系统、窑尾预热分解系统、回转窑煅烧系统、窑头熟料冷却系统仿真范围旋风预热器、分解炉、回转窑、篦冷机、高温风机、引风机、冷却风机、密 封风机、一次风机、燃油系统、煤粉燃烧器、回转挡轮、熟料槽式输送机、熟料库、煤磨、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥在线模拟系统，其特征在于，包括：数据采集模块、数据校验模块、数据库、设备状态推算模块、在线自学习模块和模拟模块，其中，数据采集模块与数据校验模块相连，设备状态推算模块和在线自学习模块分别与数据校验模块和模拟模块相连，数据库分别与数据校验模块、设备状态推算模块和模拟模块相连；所述数据采集模块用于实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数，并发送至所述数据校验模块；所述数据校验模块用于按照数据库中设定的运行参数的范围，对数据采集模块采集到的当前运行参数进行检验，将合格的当前运行参数发送至数据库、设备状态推算模块和在线自学习模块；所述设备状态推算模块用于将当前运行参数与数据库中设备运行参数的范围进行比对，确定当前各个设备的运行状态，将当前各个设备的运行状态和当前运行参数发送至模拟模块；所述在线自学习模块用于根据当前运行参数，对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正，并将修正后的数学模型发送至模拟模块；所述模拟模块包括在线同步仿真子模块，所述在线同步仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行同步仿真计算；所述数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。...

【技术特征摘要】
1.一种水泥在线模拟系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据校验模块、数据库、设备状态推算模块、在线自学习模块和模拟模块，其中，数据采集模块与数据校验模块相连，设备状态推算模块和在线自学习模块分别与数据校验模块和模拟模块相连，数据库分别与数据校验模块、设备状态推算模块和模拟模块相连； 所述数据采集模块用于实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数，并发送至所述数据校验模块； 所述数据校验模块用于按照数据库中设定的运行参数的范围，对数据采集模块采集到的当前运行参数进行检验，将合格的当前运行参数发送至数据库、设备状态推算模块和在线自学习模块； 所述设备状态推算模块用于将当前运行参数与数据库中设备运行参数的范围进行比对，确定当前各个设备的运行状态，将当前各个设备的运行状态和当前运行参数发送至模拟模块； 所述在线自学习模块用于根据当前运行参数，对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正，并将修正后的数学模型发送至模拟模块； 所述模拟模块包括在线同步仿真子模块，所述在线同步仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行同步仿真计算； 所述数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。2.如权利要求1所述的水泥在线模拟系统，其特征在于， 所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则用数据库中仿真分析得到值或历史仿真分析得到的值替代不合格的当前运行参数。3.如权利要求2所述的水泥在线模拟系统，其特征在于， 所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则报警并显示不合格的当前运行参数及其替代值。4.如权利要求1所述的水泥在线模拟系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田海奎，
申请(专利权)人：武安市新峰水泥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：